Climate Change Research Letters 气候变化研究快报, 2020, 9(5), 487-493
Published Online September 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/ccrl https://doi.org/10.12677/ccrl.2020.95053
川渝地区春季降水的年际和年代际变化特征
赵羽丰
成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都
收稿日期：2020年8月26日；录用日期：2020年9月10日；发布日期：2020年9月17日
摘 要
本文利用1961~2017年川渝地区春季各月(3~5月)的逐年月降水格点数据，基于线性倾向估计法和EOF经验正交分解法，对该区春季降水量时空分布特征进行了研究。结果表明：川渝地区近60年来春季降水量整体略呈增加趋势，其中4月降水量呈下降趋势，但均没有达到显著性水平。在年代际时间尺度上，川渝地区春季降水也没有明显变化特征。川渝地区春季降水主要包括三种模态，即降水异常一致型(全局型)是最主要的模态，其次为东北–西南型，强度最弱的是东西型。
关键词
春季降水，线性倾向估计法，EOF分解，川渝地区
Characteristics of Interannual and Interdecadal Changes of Spring
Precipitation in Sichuan-Chongqing Region
Yufeng Zhao
School of Atmospheric Science, Chengdu University of Information Technology, Chengdu Sichuan
Received: Aug. 26th, 2020; accepted: Sep. 10th, 2020; published: Sep. 17th, 2020
Abstract
Based on the monthly precipitation grid data of spring months (March to May) in Sichuan-Chongqing region from 1961 to 2017, the temporal-spatial distribution characteristics of spring precipitation are studied in terms of linear tendency estimation and empirical orthogonal function (EOF). The
文章引用: 赵羽丰. 川渝地区春季降水的年际和年代际变化特征[J]. 气候变化研究快报, 2020, 9(5): 487-493. DOI: 10.12677/ccrl.2020.95053
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results show that the spring precipitation presents a slight increase trend on the whole in the Si-chuan-Chongqing region with a decrease trend in April, while all of trends do not reach the signif-icant level. In addition, the spring precipitation also does not show significant interdecadal varia-bility. The spring precipitation in Sichuan-Chongqing region is divided into three common distri-butive modes with the analysis of EOF method. The first distributive mode is the homogenous of precipitation anomalies, which is the most important mode. The second distributive mode is the pattern of Northeast-Southwest. The third distributive mode is the pattern of East-West, which is the most weak, is the pattern of East-West.
Keywords
Spring Precipitation, Linear Tendency Estimation, Empirical Orthogonal Function Decomposition Sichuan-Chongqing Region
Copyright ? 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Open Access 1. 引言
随着气候变暖，全球年降水量和极端降水事件呈增加趋势，对社会产生了广泛而深刻的影响[1]。降水异常导致的干旱或洪涝是川渝地区主要自然灾害之一，历次灾害都给当地造成了严重的损失和较大的社会影响。特别是近年来，西南地区的春季干旱渐趋严重。有研究表明20世纪60年代以来，西南地区春季降水整体呈微弱的增长趋势，但东部地区为减少趋势而西部为增加趋势[2]，在四川盆地东、西部的降水经常会出现“东涝西旱”或“东旱西涝”的异常特征[3]。目前关于川渝地区降水的研究多集中于主汛期降水特征[4] [5]，关于川渝地区春季降水特征的研究比较少见。
川渝地区海拔高差悬殊，包括山地、丘陵、平原、盆地和高原等多种地形。气候类型多样，从亚热带季风气候一直延伸到高原山地气候，适合农、林、畜牧业的综合发展。春季降水对于农业、林业和畜牧业都具有重要的作用，因此研究川渝地区春季降水的年际、年代际及其空间分布特征，不仅可以提高对川渝地区春季降水特性和演变规律的认识，而且对于该区域农业、林业和畜牧业经济发展也具有重要作用。
2. 资料与方法
2.1. 研究区概况
川渝地区北邻秦岭和大巴山脉，南云贵高原，西倚青藏高原，东临巫山、武陵山脉，地形地貌纵连横贯，海拔落差大，是青藏高原和云贵高原与中国东部平原之间的过渡地带。该地区既受东亚和印度季风的影响，同时受到青藏高原大气环流控制，降水空间分布差异性比较显著。
2.2. 资料概况
本文所用数据来源于国家气象科学数据中心(http://data.cma.cn/)，数据为1961~2017年川渝地区(东经97?21'~110?11'；北纬26?03'~34?19')春季(3月、4月、5月)历年逐月平均降水的格点资料，空间分辨率为0.25? × 0.25?。
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2.3. 研究方法
本文利用线性倾向估计法来分析降水变化趋势，具体方法为将降水量距平值与时间作为因变量和变量，构造一元线性回归方程来描述。
xi=a+bti (1)
式中xi为月降水量的距平值，ti为时间(单位为年)。其中线性倾向率b值大小表示降水量距平值的变化趋b < 0代表随着时间ti增加降水量呈降水量呈下降趋势。 势，b > 0表示随着时间ti增加降水量呈增加趋势，
本文利用了EOF (Empirical Orthogonal Function)经验正交函数，分析川渝地区春季降水的时空分布特征。EOF分解是上世纪80年代发展出来的分析相关要素空间分布的一种方法，EOF分析可将区域降水场分解为正交的特征向量和时间函数两部分，将原降水场的变化信息浓缩在前几个模态上，进而通过对空间特征向量和时间系数的估计，来揭示区域降水的时空变化特征，其具体展开形式见文献[6]。
3. 川渝地区春季降水量年际特征
3.1. 春季降水量年际变化特征
1961~2017年川渝地区春季平均降水量为215.4 mm，降水距平百分率年际变化如图1所示。该地区降水降水量略呈增加趋势，但是没有达到显著性水平，说明春季降水量近60年来没有发生明显变化，但年际变化特征显著，在不同时期降水量明显不同。1961~1978年降水距平值在绝大多数年份为正，约占该段时期总年份的72%，说明该段时期内春季降水比较充沛，但是1979~2012年降水距平值为正的年份仅占到32%，说明这段时期整体而言春季降水要少于平均值，容易出现春旱。2013~2017年春季降水距平值都为正值，说明近几年春季降水较历年平均值偏多。
Figure 1. Interannual variation of spring precipitation in Sichuan-Chongqing region (1961-2017) 图1. 川渝地区春季降水年际变化(1961~2017)
3.2. 春季各月降水量年际变化特征
春季各月份降水变化特征存在明显差异。1961~2017年3月平均降水量为33.8 mm，逐年降水量距平百分率变化特征如图2(a)所示。由图可见，3月降水量呈增加趋势，但回归方程也没有达到显著性水平，说明3月降水量也没有发生明显变化。然而，3月降水量年际变化的幅度明显大于整个春季的年际变化
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